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木板运动(例题详细解析)

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一、小车在木板上运动类 1.如图所示,质量为M = 4kg 的木板静置于足够大的水平地面上,木板与地面间的动因数μ = 0.01,板上最左端停放着质量为m = 1kg 可视为质点的电动小车,车与木板的挡板相距L = 5m. 车由静止开始从木板左端向右做匀加速运动,经时间t = 2s,车与挡板相碰,碰撞时间极短且碰后电动机的电源切断,车与挡板粘合在一起,求碰后木板在水平地上滑动的距离。 解:设木板不动,电动车在板上运动的加速度为a0。 由 L = 1 2 a0t2 得 a0 = 2.5m/s2 此时木板使车向右运动的摩擦力 F = ma0 = 2.5N 木板受车向左的反作用力 Fˊ = F = 2.5N 木板受地面向右最大静摩擦力 Ff = μ (M + m)g = 0.5N Fˊ> Ff所以木板不可能静止,将向左运动 设电动车向右运动加速度为a1,木板向左运动加速度为a2,碰前电动车速度为υ1,木板速度为υ2,碰后共同速度为υ ,两者一起向右运动s而停止,则 1 2 a1t2 + 1 2 a2t22 = L 对木板 F – μ (m + M )g = Ma2 对电动车 F = Fˊ = ma 而 υ1 = a1t υ2 = a2t 两者相碰时动量守恒,以向右为正方向,有mυ1 - Mυ2 = (m + M )υ 由动能定理得 - μ (m + M )gs = 0 - 1 2 (m + M )υ2 代入数据,解得s = 0.2m 二、木块与挡板碰撞类 2.重庆一中 一质量M=2kg 的长木板B 静止在光滑的水平面上,B 的右端与竖直挡板的距离为S=0.5m.一个质量为m=1kg 的小物体A 以初速度0v =6m/s 从 B 的左端水平滑上B,当B 与竖直挡板每次碰撞时,A 都没有到达B 的右端。设定物体A 可视为质点,A、 B 间的动摩擦因数μ =0.2, B 与竖直挡板碰撞时间极短且碰撞过程中无机械能损失,g 取 10m/s2 .求 : (1)B 与竖直挡板第一次碰撞前的瞬间,A、 B 的速度值各是多少? (2)最后要使A 不从B 上滑下,木板B 的长度至少是多少?(最后结果保留三位有效数字.) 解 :(1)设 A、 B 达到共同速度为v1 时,B 向右运动距离为S1 由动量守恒定律有 10)(vmMmv 由动能定理有 21121 MvmgS  联立解得 S1 =2m 由于S=0.5m<2m,可知B 与挡板碰撞时,A、 B 还未达到共同速度。设B 与挡板碰撞前瞬间A 的速度为Av , B 的速度为Bv ,则由动量守恒定律有 BAMvmvmv0 由动能定理有 221BMvmgS  联立解得Av = 4m/s、 Bv = 1m/s (2)B 与挡板第一次碰后向左...

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